文章大纲
直流应用的变化和趋势
直流的优势
直流微电网中的共直流母线技术
直流微电网的应用场景
1直流应用的变化和趋势
一百年前爱迪生直流电和尼古拉˙特斯拉交流电的技术线路之争中，特斯拉的交流电占据了一百年时间里绝大部分市场份额，几乎成为电力输送的代名词。但事实颠覆了大家的直观感觉，在实际用电设备的最终环节大部分都是直流，因为直流电源系统可靠性较高、电压平稳，抗干扰性能好，直流开关电源效率也高于交流UPS，直流电压低可以很容易实现电池的较长后备时间，也较容易实现不间断供电。
而当年的技术条件有限，交流变压器很快被研发出来，而直流变压器迟迟未被开发，没有直流变压器，就无法升高电压、减小电流和损耗，将电输送至千家万户。
如今，随着电力电子技术的不断发展，直流电发展的关键问题被解决，伴随着新能源的爆发，直流有了明显的优势以及更好的发展路径。可以从以下三方面来看：
①负荷端一是数字社会，如腾讯这种创新型企业，当100万台服务器运作时，其能源消耗已占到所有支出中最大比重，其数据中心的负荷是直流的；二是交通电气化，无论天上飞的、路上走的还是水里游的交通工具都有电气化趋势，如美国的燃料电池飞机、特斯拉/蔚来的电动汽车，都是较典型的电气化交通工具，其复合也是直流的。这两个是负荷端最大、最主流的变化。
②发电端以化石能源为主要结构能源供给形势已经不能满足需求，必须寻求新的能源结构。而光伏发电、燃料电池、生物质能等各种各样的新发电形式，绝大部分都是直流。
③储能端由于发电端的新能源形式大多不稳定，所以需要配置储能，而储能大多数为直流，如说锂电池、铅炭电池、超级电容等储能设备都是直流。
从负荷端、发电端、储能端三方面都可以看出直流地位越来越显著。
2直流的优势
从技术上说，交流电有幅值、频率、相位三个量需要控制，而直流电只需要控制电压幅值，更加简单稳定，且实际用电设备的最终环节大多是直流的。直流自带关键词：简单、绿色、高效。
具体来讲，直流微电网有以下优点：
1、没有无功问题
直流系统中不存在无功电流分量，在提供同样有功功率的情况下，直流系统电流幅值及相应损耗较交流系统更小，当直流微电网电压为交流线电压的两倍时，直流线路的有功损耗仅为交流线路的15%-50%。没有无功问题也使电压分布与线路电感、电容参数无关，更有利于电压控制；
2、没有相位问题
交流电网中的设备（主要为电源）切换与相位、相序、频率等交流电特征量密切相关，直流微网上的设备无需考虑相位问题，切换更容易，稳定性也得到增强；
3、结构简单
由于大多数新能源发电都是直流电，如果并入直流母线，则只需要一级变换，省略了许多变流器环节，降低了损耗，节省了经费，也提高了可靠性；
4、体积小
DC/DC变换器多采用高开关频率，因此装置功率密度远大于工频变流器，体积更小；
5、高质量供电
由于大多数储能都是直流电，因此直流微电网更易于接入储能装置，从而提供高质量供电；
6、绿色、环保
直流电不会产生交变电磁场，因此电磁辐射小，更加环保。
当然，直流微电网目前也有部分技术问题亟待解决，如直流断路器等目前实现过程复杂、成本较高等。
